一种用于硬管内窥镜的非球面玻璃棒镜的制作方法

本发明涉及光学制造与医疗仪器领域，涉及一种用于硬管内窥镜的非球面玻璃棒镜。

背景技术：

硬管内窥镜是一种常见的光学仪器，它具有直观、操作方便、可实现高温高压消毒等诸多优点。提升成像质量是其技术领域发展的目标。

提升光学系统成像质量主要的方法是在设计阶段通过优化透镜的面形提高系统的像质。采用非球面元件构建光学系统已成为提升像质的主要解决方案，对于硬管内窥镜而言，采用非球面元件构建物镜系统、棒镜系统和目镜系统可以使像质获得最大程度的提升。对于构成物镜与目镜系统的元件而言，其直径和厚度之比较大，可采用模具压铸的方法制作非球面元件；而棒镜的直径和厚度之比较小，现有的方法只能实现在光学塑料材质表面直接加工非球面面形，对于光学玻璃材质无法实现直接加工，从而使玻璃材质非球面棒镜在硬管内窥镜光学系统中的应用受到了极大的限制。因此，目前尚未出现玻璃材质非球面棒镜元件。

技术实现要素：

本发明包含一种用于硬管内窥镜的非球面玻璃棒镜。其中，玻璃材质非球面棒镜元件由两个必备部分与一个可选部分构成：玻璃棒镜基底、玻璃非球面透镜与玻璃球面透镜；其中，玻璃棒镜基底与玻璃非球面透镜为构成玻璃材质非球面棒镜元件的必备部分，当成像质量满足要求时，选择这两部分构成非球面棒镜元件即可；玻璃球面透镜为可选部分，当成像质量无法满足要求时，在上述两部分的基础上通过添加玻璃球面透镜构成硬管内窥镜玻璃材质非球面棒镜可进一步提升光学系统的像质。

制造的过程如下：1.通过现有光学元件制造工艺分别加工构成硬管内窥镜玻璃材质非球面棒镜的每个部分；2.采用胶合方式将各部分组合为一个光学元件。

所述玻璃棒镜基底的形式为现有硬管内窥镜光学系统中应用的通光表面为球面或平面面形的棒镜；

所述玻璃非球面透镜的其中一个通光表面为非球面面形；

所述玻璃球面透镜的两个通光表面为平面或球面面形。

较佳的，对于玻璃棒镜基底可使用高抛机或古典磨抛方法进行加工；

较佳的，对于玻璃非球面透镜可采用模具压铸进行加工；

较佳的，对于玻璃球面透镜可采用模具压铸或古典磨抛的方法进行加工；

较佳的，一个硬管内窥镜玻璃材质非球面棒镜元件中包含的玻璃棒镜基底数目为1，包含的玻璃非球面透镜数目为1或2，包含的玻璃球面透镜数目范围为0到4，0代表光学系统中无玻璃球面透镜，上述三部分的具体数值与组合方式依据成像质量要求进行光学系统设计后确定；

较佳的，在硬管内窥镜玻璃材质非球面棒镜元件中，任一进行胶合的两个光学元件表面为平面或球面面形；

较佳的，在胶合过程中的定心环节，可使用定心仪进行定心，对于相同直径的光学元件还可通过制作内径与光学元件直径相同的工装结构，利用径向约束实现定心。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过玻璃棒镜基底与玻璃非球面透镜胶合的方案实现了玻璃材质非球面棒镜的制造，将玻璃材质非球面棒镜应用于硬管内窥镜光学系统中，使成像质量得到显著提升，制造成本大幅降低，同时可以使应用该棒镜元件且其余光学元件全部为玻璃材质的硬管内窥镜实现高温高压消毒。

附图说明

图1是本发明由玻璃棒镜基底与非球面玻璃透镜两部分构成的硬管内窥镜玻璃材质非球面棒镜的结构示意图，其中玻璃棒镜基底数目为1，非球面玻璃透镜数目为2。

图2是本发明由玻璃棒镜基底、非球面玻璃透镜与球面玻璃透镜三部分构成的硬管内窥镜玻璃材质非球面棒镜的结构示意图，其中玻璃棒镜底数目为1，非球面玻璃透镜数目为2，球面玻璃透镜数目为2。

1-玻璃棒镜基底，2-玻璃非球面透镜，3-玻璃球面透镜。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

1.玻璃棒镜基底的制造方法：对于玻璃棒镜基底1可使用高抛机进行加工，或古典磨抛方法加工。

2.玻璃非球面透镜的制造方法：对于玻璃非球面透镜2可采用模具压铸的方法进行加工。

3.玻璃球面透镜的制造方法：对于玻璃球面透镜3可采用模具压铸的方法进行加工，也可采用古典磨抛的方法加工。

4.玻璃材质非球面棒镜的制造方法：根据光学系统结构图纸要求，将玻璃棒镜基底1、玻璃非球面透镜2与玻璃球面透镜3（如果存在）进行胶合，胶合过程中，所有元件均可以使用定心仪实现定心，其中对于直径相同的光学元件，也可制作一个内径与元件直径相同的工装结构，通过施加径向约束实现胶合元件定心。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于硬管内窥镜的非球面玻璃棒镜，采用现有光学制造工艺分别加工构成硬管内窥镜玻璃材质非球面棒镜的各部分光学元件，然后通过胶合方法将各部分组合，从而实现硬管内窥镜玻璃材质非球面棒镜的制造，使非球面面形能够在硬管内窥镜玻璃材质棒镜元件中得到应用，光学系统的成像得到显著提升，大幅降低制造成本，并且可对可以使应用该棒镜元件且其余光学元件全部为玻璃材质的硬管内窥镜实现高温高压消毒。

技术研发人员：刘小华;王夏天;程德文;董立泉;公鹏飞
受保护的技术使用者：北京威斯顿亚太光电仪器有限公司
技术研发日：2017.07.31
技术公布日：2019.02.12